水下觀測網絡控制電路制造技術

本實用新型專利技術公開一種水下觀測網絡控制電路，包括電源管理模塊、微處理器電路模塊、傾角傳感器單元電路、模擬信號復用調理電路單元、SD卡存貯電路單元、UART接口電路單元和JLINK調試電路單元。電源管理模塊包括5V電源轉換電路、5V轉±12V電源轉換電路和3.3V電源轉換電路。本實用新型專利技術設備通信擴展能力強，提供CMOS電平及RS232電平共5個UART串口，傳輸速度快，實時性強。不同節點之間通過ZigBee無線通信，網絡容量大，可支持大范圍水域的調查需求，設備功耗低，環境適應性強，設備處理速度快，功能強大。本實用新型專利技術采用高性能處理器，外擴多路AD、RS232串口、多路IO，支持高速大容量外設存貯。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于無線通信和嵌入式
，具體涉及一種水下觀測網絡控制電路。
技術介紹
占地球表面積70 %以上的海洋中，蘊藏著大量的生物資源和礦產資源，特別是在深海和遠洋海域尚有諸多寶貴資源沉睡在人類的視野之外。特殊介質環境下基礎技術手段不成熟，被視為導致海洋資源無法被大規模開發的關鍵因素。其中，對于水質信息、水文信息、水聲信息等水下信息的監測技術乃是關系環境監測、自然災害預測、海洋資源調查、水下作業乃至國家安全守衛的重要的通用基礎技術。目前主流的海洋監測手段包括:1)衛星遙感；2)雷達監測；3)海洋調查船；4)固定式海洋監測站等方式。可以說對于海洋的監測在朝著“衛星-陸地-海面-水下”的立體化發展，而監測項目也朝著“多元化”發展。然而對于水下信息的監測力度還是遠遠不足的。盡管隨著水下運載器技術、海底觀測網技術的進步，各種類型的水下調查活動逐步增多，然而欲提高大范圍的水下信息反饋的實時性還需要引入更多新興的技術手段。
技術實現思路
本技術針對現有技術不足，提供了一種水下觀測網絡控制電路。為解決上述技術問題，本技術所采用的技術方案如下:水下觀測網絡控制電路，包括電源管理模塊、微處理器電路模塊、傾角傳感器單元電路、模擬信號復用調理電路單元、SD卡存貯電路單元、UART接口電路單元和JLINK調試電路單元。所述的電源管理模塊包括5V電源轉換電路、5V轉±12V電源轉換電路和3.3V電源轉換電路。5V電源轉換電路包括第一接插件P1、第一極性電容Cl、第二極性電容C2、第一二極管Dl、第一電壓轉換芯片Ul、第一發光二極管D2、第一電阻R1、第一電感LI。電壓轉換芯片Ul的I腳與第一接插件Pl的2腳、第一極性電容Cl的正極連接；電壓轉換芯片Ul的2腳與第一二極管Dl的陰極、第一電感LI的一端連接；電壓轉換芯片Ul的3腳、5腳與第一極性電容Cl的負極、第一接插件Pl的I腳連接并接地連接；電壓轉換芯片Ul的4腳與第一電感LI的另一端、第二極性電容C2的正極、第一發光二極管D2的正極連接并作為5V電壓輸出端；第一發光二極管D2的負極與第一電阻Rl的一端連接；第一電阻Rl的另一端、第二極性電容C2的負極、第一二極管Dl的正極均接地。第一電壓轉換芯片Ul的型號采用LM25768。3.3V電源轉換電路包括第二電壓轉換芯片U2、第三極性電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第二電感L2。第二電壓轉換芯片U2的I腳與第三極性電容C3的負極、第四電容C4的一端、第五電容C5的一端連接并接地；第二電壓轉換芯片U2的2腳與4腳、第三極性電容C3的正極、第四電容C4的另一端、第二電感L2的一端連接；第二電壓轉換芯片U2的3腳作為5V電壓輸出端；第二電感L2的另一端與第五電容C5的另一端連接并作為5V電壓輸出端。第二電壓轉換芯片U2的型號采用REG1117-3.3。5V轉±12V電路包括第二i^一極性電容C21、第二十二極性電容C22、第二十三極性電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、電壓轉換模塊U9。電壓轉換模塊U9的I腳與第二i^一極性電容C21的正極連接并作為5V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的2腳接地連接；電壓轉換模塊U9的7腳與第二十二極性電容C22的正極、第二十四電容C24的一端連接并作為+12V電壓的輸出端；電壓轉換模塊U9的9腳與第二十三極性電容C23的負極、第二十五電容C25的一端連接并作為-12V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的10腳與第二十三極性電容C23的正極、第二十五電容C25的另一端連接并接地；第二i^一極性電容C21的負極、第二十二極性電容C22的負極、第二十四電容C24的另一端均接地。微處理器電路模塊包括微處理器芯片U3，第四發光二極管D4，第五發光二極管D5，第六發光二極管D6，第七發光二級管D7，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C9，第十電容C10，第i^一電容C11，第十二電容C12，第十三電容C13，第十四電容C14，第十五電容C15，第十六電容C16，第十七電容C17，第十八電容C18，第十九電容C19，第二十電容C20，第四十二電容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二電阻R2，第三電阻R3，第i^一電阻R11，第十二電阻R12，第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15，第十六電阻R16，參考電源芯片U4。微處理器芯片U3的I腳與第四發光二極管D4的陰極連接；微處理器芯片U3的2腳與第五發光二極管D5的陰極連接；微處理器芯片U3的3腳與第六發光二極管D6的陰極連接；微處理器芯片U3的4腳與第七發光二級管D7的陰極連接；第四發光二極管D4的陽極與第五發光二 極管D5的陽極、第六發光二極管D6的陽極、第七發光二級管D7的陽極連接并作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的12腳與第一晶振Yl的2端和第六電容C6的一端連接；微處理器芯片U3的13腳與第一晶振H的I端和第七電容C7的一端連接；第六電容C6的另一端與第七電容C7的另一端連接并接地；微處理器芯片U3的14腳與第十電容ClO的一端和第^ 電阻RlI的一端連接；第十電容ClO的另一端接地；第H 電阻Rll的另一端作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的49腳與第八電容C8的一端連接；第八電容C8的另一端與第九電容C9的一端連接并接地；微處理器芯片U3的73腳與第九電容C9的另一端連接；微處理器芯片U3的94腳與第二電阻R2的一端連接；第二電阻R2的另一端接地；微處理器芯片U3的99腳與第三電阻R3的一端連接；第三電阻R3的另一端接地；微處理器芯片U3的74腳與27腳、10腳、20腳連接并接地；微處理器芯片U3的21腳與第十三電容C13的一端、第十二電阻R12的一端、參考電源芯片U4的陰極連接；第十二電阻R12的另一端作為3.3V電壓輸出端；第十三電容C13的另一端和參考電源芯片U4的陽極均接地;微處理器芯片U3的22腳與19腳、11腳、28腳、100腳、75腳、50腳連接并作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的6腳與第四十二電容C42的一端、Bat的I腳連接；Bat的2腳和第四十二電容C42的另一端接地；微處理器芯片U3的9腳與第二晶振Y2的I端、第十二電容C12的一端連接；微處理器芯片U3的8腳與第二晶振Y2的2端、第十一電容Cll的一端連接；第十一電容Cll的另一端和第十二電容C12的另一端均接地；第十四電容C14的一端與第十五電容C15的一端、第十六電容C16的一端、第十七電容C17的一端、第十八電容C18的一端、第十九電容C19的一端、第二十電容C20的一端連接并作為3.3V電壓輸出端；第十四電容C14的另一端與第十五電容C15的另一端、第十六電容C16的另一端、第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端、第十九電容C19的另一端、第二十電容C20的另一端連接并接地。參考電源芯片U4的型號為LM4040AM3-2.5 ;微處理器芯片U3的型號為STM32F207。傾角傳感器單元電路包括傾角傳感器U13，第二十七電容C27，第四十電容C40，第四i^一電容C41，第一運算放大器U11，第二運算放大器U12，第十七電阻R17，第十八電阻R18，第十九電阻R19，第二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
水下觀測網絡控制電路，包括電源管理模塊、微處理器電路模塊、傾角傳感器單元電路、模擬信號復用調理電路單元、SD卡存貯電路單元、UART接口電路單元和JLINK調試電路單元，所述的電源管理模塊包括5V電源轉換電路，5V轉±12V電源轉換電路和3.3V電源轉換電路；其特征在于：5V電源轉換電路包括第一接插件P1、第一極性電容C1、第二極性電容C2、第一二極管D1、第一電壓轉換芯片U1、第一發光二極管D2、第一電阻R1、第一電感L1，電壓轉換芯片U1的1腳與第一接插件P1的2腳、第一極性電容C1的正極連接；電壓轉換芯片U1的2腳與第一二極管D1的陰極、第一電感L1的一端連接；電壓轉換芯片U1的3腳、5腳與第一極性電容C1的負極、第一接插件P1的1腳連接并接地連接；電壓轉換芯片U1的4腳與第一電感L1的另一端、第二極性電容C2的正極、第一發光二極管D2的正極連接并作為5V電壓輸出端；第一發光二極管D2的負極與第一電阻R1的一端連接；第一電阻R1的另一端、第二極性電容C2的負極、第一二極管D1的正極均接地，第一電壓轉換芯片U1的型號采用LM25768；3.3V電源轉換電路包括第二電壓轉換芯片U2、第三極性電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第二電感L2，第二電壓轉換芯片U2的1腳與第三極性電容C3的負極、第四電容C4的一端、第五電容C5的一端連接并接地；第二電壓轉換芯片U2的2腳與4腳、第三極性電容C3的正極、第四電容C4的另一端、第二電感L2的一端連接；第二電壓轉換芯片U2的3腳作為5V電壓輸出端；第二電感L2的另一端與第五電容C5的另一端連接并作為5V電壓輸出端，第二電壓轉換芯片U2的型號采用REG1117?3.3；5V轉±12V電路包括第二十一極性電容C21、第二十二極性電容C22、第二十三極性電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、電壓轉換模塊U9，電壓轉換模塊U9的1腳與第二十一極性電容C21的正極連接并作為5V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的2腳接地連接；電壓轉換模塊U9的7腳與第二十二極性電容C22的正極、第二十四電容C24的一端連接并作為+12V電壓的輸出端；電壓轉換模塊U9的9腳與第二十三極性電容C23的負極、第二十五電容C25的一端連接并作為?12V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的10腳與第二十三極性電容C23的正極、第二十五電容C25的另一端連接并接地；第二十一極性電容C21的負極、第二十二極性電容C22的負極、第二十四電容C24的另一端均接地；微處理器電路模塊包括微處理器芯片U3，第四發光二極管D4，第五發光二極管D5，第六發光二極管D6，第七發光二級管D7，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C9，第十電容C10，第十一電容C11，第十二電容C12，第十三電容C13，第十四電容C14，第十五電容C15，第十六電容C16，第十七電容C17，第十八電容C18，第十九電容C19，第二十電容C20，第四十二電容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二電阻R2，第三電阻R3，第十一電阻R11，第十二電阻R12，第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15，第十六電阻R16，參考電源芯片U4，微處理器芯片U3的1腳與第四發光二極管D4的陰極連接；微處理器芯片U3的2腳與第五發光二極管D5的陰極連接；微處理器芯片U3的3腳與第六發光二極管D6的陰極連接；微處理器芯片U3的4腳與第七發光二級管D7的陰極連接；第四發光二極管D4的陽極與第五發光二極管D5的陽極、第六發光二極管D6的陽極、第七發光二級管D7的陽極連接并作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的12腳與第一晶振Y1的2端和第六電容C6的一端連接；微處理器芯片U3的13腳與第一晶振Y1的1端和第七電容C7的一端連接；第六電容C6的另一端與第七電容C7的另一端連接并接地；微處理器芯片U3的14腳與第十電容C10的一端和第十一電阻R11的一端連接；第十電容C10的另一端接地；第十一電阻R11的另一端作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的49腳與第八電容C8的一端連接；第八電容C8的另一端與第九電容C9的一端連接并接地；微處理器芯片U3的73腳與第九電容C9的另一端連接；微處理器芯片U3的94腳與第二電阻R2的一端連接；第二電阻R2的另一端接地；微處理器芯片U3的99腳與第三電阻R3的一端連接；第三電阻R3的另一端接地；微處理器芯片U3的74腳與27腳、10腳、20腳連接并接地；微處理器芯片U3的21腳與第十三電容C13的一端、第十二電阻R12...

【技術特征摘要】
1.水下觀測網絡控制電路，包括電源管理模塊、微處理器電路模塊、傾角傳感器單元電路、模擬信號復用調理電路單元、SD卡存貯電路單元、UART接口電路單元和JLINK調試電路單元，所述的電源管理模塊包括5V電源轉換電路，5V轉±12V電源轉換電路和3.3V電源轉換電路； 其特征在于:5V電源轉換電路包括第一接插件P1、第一極性電容Cl、第二極性電容C2、第一二極管D1、第一電壓轉換芯片U1、第一發光二極管D2、第一電阻R1、第一電感LI,電壓轉換芯片Ul的I腳與第一接插件Pl的2腳、第一極性電容Cl的正極連接；電壓轉換芯片Ul的2腳與第一二極管Dl的陰極、第一電感LI的一端連接；電壓轉換芯片Ul的3腳、5腳與第一極性電容Cl的負極、第一接插件Pl的I腳連接并接地連接；電壓轉換芯片Ul的4腳與第一電感LI的另一端、第二極性電容C2的正極、第一發光二極管D2的正極連接并作為5V電壓輸出端；第一發光二極管D2的負極與第一電阻Rl的一端連接；第一電阻Rl的另一端、第二極性電容C2的負極、第一二極管Dl的正極均接地，第一電壓轉換芯片Ul的型號采用 LM25768 ； .3.3V電源轉換電路包括第二電壓轉換芯片U2、第三極性電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第二電感L2，第二電壓轉換芯片U2的I腳與第三極性電容C3的負極、第四電容C4的一端、第五電容C5的一端連接并接地；第二電壓轉換芯片U2的2腳與4腳、第三極性電容C3的正極、第四電容C4的另一端、第二電感L2的一端連接；第二電壓轉換芯片U2的3腳作為5V電壓輸出端；第二電感L2的另一端與第五電容C5的另一端連接并作為5V電壓輸出端，第二電壓轉換芯片U2的型號采用REGl117-3.3 ； 5V轉±12V電路包括第二i^一極性電容C21、第二十二極性電容C22、第二十三極性電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、電壓轉換模塊U9，電壓轉換模塊U9的I腳與第二H^一極性電容C21的正極連接并作為5V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的2腳接地連接；電壓轉換模塊U9的7腳與第二十二極性電容C22的正極、第二十四電容C24的一端連接并作為+12V電壓的輸出端；電壓轉換模塊U9的9腳與第二十三極性電容C23的負極、第二十五電容C25的一 端連接并作為-12V電壓輸出端；電壓轉換模塊U9的10腳與第二十三極性電容C23的正極、 第二十五電容C25的另一端連接并接地；第二i^一極性電容C21的負極、第二十二極性電容C22的負極、第二十四電容C24的另一端均接地； 微處理器電路模塊包括微處理器芯片U3，第四發光二極管D4，第五發光二極管D5，第六發光二極管D6，第七發光二級管D7，第六電容C6，第七電容C7，第八電容C8，第九電容C9，第十電容C10，第i^一電容C11，第十二電容C12，第十三電容C13，第十四電容C14，第十五電容C15，第十六電容C16，第十七電容C17，第十八電容C18，第十九電容C19，第二十電容C20，第四十二電容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二電阻R2，第三電阻R3，第i^一電阻R11，第十二電阻R12，第十三電阻R13，第十四電阻R14，第十五電阻R15，第十六電阻R16，參考電源芯片U4，微處理器芯片U3的I腳與第四發光二極管D4的陰極連接；微處理器芯片U3的2腳與第五發光二極管D5的陰極連接；微處理器芯片U3的3腳與第六發光二極管D6的陰極連接；微處理器芯片U3的4腳與第七發光二級管D7的陰極連接；第四發光二極管D4的陽極與第五發光二極管D5的陽極、第六發光二極管D6的陽極、第七發光二級管D7的陽極連接并作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的12腳與第一晶振Yl的2端和第六電容C6的一端連接；微處理器芯片U3的13腳與第一晶振Π的I端和第七電容C7的一端連接；第六電容C6的另一端與第七電容C7的另一端連接并接地；微處理器芯片U3的14腳與第十電容ClO的一端和第^ 電阻Rll的一端連接；第十電容ClO的另一端接地；第i 電阻Rll的另一端作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的49腳與第八電容C8的一端連接；第八電容C8的另一端與第九電容C9的一端連接并接地；微處理器芯片U3的73腳與第九電容C9的另一端連接；微處理器芯片U3的94腳與第二電阻R2的一端連接；第二電阻R2的另一端接地；微處理器芯片U3的99腳與第三電阻R3的一端連接；第三電阻R3的另一端接地；微處理器芯片U3的74腳與27腳、10腳、20腳連接并接地；微處理器芯片U3的21腳與第十三電容C13的一端、第十二電阻R12的一端、參考電源芯片U4的陰極連接；第十二電阻R12的另一端作為3.3V電壓輸出端；第十三電容C13的另一端和參考電源芯片U4的陽極均接地;微處理器芯片U3的22腳與19腳、11腳、28腳、100腳、75腳、50腳連接并作為3.3V電壓輸出端；微處理器芯片U3的6腳與第四十二電容C42的一端、Bat的I腳連接；Bat的2腳和第四十二電容C42的另一端接地；微處理器芯片U3的9腳與第二晶振Y2的I端、第十二電容C12的一端連接；微處理器芯片U3的8腳與第二晶振Y2的2端、第^ 電容Cll的一端連接；第^ 電容Cll的另一端和第十二電容C12的另一端均接地；第十四電容C14的一端與第十五電容C15的一端、第十六電容C16的一端、第十七電容C17的一端、第十八電容C18的一端、第十九電容C19的一端、第二十電容C20的一端連接并作為3.3V電壓輸出端；第十四電容C14的另一端與第十五電容C15的另一端、第十六電容C16的另一端、第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端、第十九電容C19的另一端、第二十電容C20的另一端連接并接地，參考電源芯片U4的型號為LM4040AM3-2.5 ；微處理器芯片U3的型號為STM32F207 ； 傾角傳感器單元電路包括傾角傳 感器U13，第二十七電容C27，第四十電容C40，第四i^一電容C41，第一運算放大器U11，第二運算放大器U12，第十七電阻R17，第十八電阻R18，第十九電阻R19，第二十電阻R20，傾角傳感器U13的5腳與第二運算放大器U12的3腳連接；第二運算放大器U12的2腳與I腳、第十九電阻R19的一端連接；第二運算放大器U12的4腳接地；第二運算放大器U12的8腳與第四十電容C40的一端連接并作為5V電壓輸出端；第二運算放大器U12的5腳與第十九電阻R19的另一端、第二十電阻R20的一端連接；第二運算放大器U12的6腳與7腳、微處理器芯片U3的34腳連接；第二十電阻R20的另一端、第四十電容C40的另一端均接地；傾角傳感器U13的6腳接地；傾角傳感器Ul3的11腳與第一運算放大器Ull的3腳連接；第一運算放大器Ull的2腳與I腳、第十七電阻R17的一端連接；第一運算放大器Ull的4腳接地；第一運算放大器Ull的8腳與第二十七電容C27的一端連接并作為5V電壓輸出端；第一運算放大器Ull的5腳與第十七電阻R17的另一端、第十八電阻R18的一端連接；第一運算放大器Ull的6腳與7腳、微處理器芯片U3的35腳連接；第十八電阻R18的另一端和第二十七電容C27的另一端均接地；第一運算放大器Ull的12腳與第四^^一電容C41的一端連接；第四i^一電容C41的另一端接地；第一運算放大器Ull的其余腳架空，第一運算放大器Ull的型號為SCA100T ； 模擬信號復用調理電路單元包括第十接插件P10，第二十六電容C26，第三十八電容C38，第三十九電容C39，第三二極管D3，模擬開關芯片U8，運算放大器芯片U10，第二i^一電阻R21，第二十二電阻R22，模擬開關芯片U8的3腳與第三十八電容C38的一端連接并...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉純虎，顧梅園，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：實用新型
國別省市：